阅读说明：本技术 一种耐氯胺的三元乙丙橡胶、密封件及生产工艺 (Chlorine amine resistant ethylene propylene diene monomer rubber, sealing element and production process ) 是由 李红军 苏会敏 杨礼 袁越雄 廖国文 周兴昌 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐氯胺的三元乙丙橡胶、密封件及生产工艺。其配方为包括有以下重量份的原料：100份乙烯含量≧67%且ENB含量4.2～5.5%的三元乙丙橡胶、1～5份氧化锌、0.5～2份硬脂酸、0.5～4份分散剂、10～40份炭黑、6～20份白色填料、5～15份增塑剂、1～2份抗氧化剂、1～4份交联剂、1～3份交联助剂。其生产工艺通过密炼机和开炼机生产。本发明能抵抗氯胺侵蚀,延长密封件使用寿命,减少水资浪费,同时性能达到客户所需性能要求,批量生产。(The invention discloses a chloramine-resistant ethylene propylene diene monomer rubber, a sealing element and a production process. The formula comprises the following raw materials in parts by weight: 100 parts of ethylene propylene diene monomer rubber with ethylene content ≧ 67% and ENB content of 4.2-5.5%, 1-5 parts of zinc oxide, 0.5-2 parts of stearic acid, 0.5-4 parts of dispersant, 10-40 parts of carbon black, 6-20 parts of white filler, 5-15 parts of plasticizer, 1-2 parts of antioxidant, 1-4 parts of cross-linking agent and 1-3 parts of cross-linking assistant. The production process is carried out by an internal mixer and an open mill. The invention can resist chloramine erosion, prolong the service life of the sealing element, reduce water waste, and simultaneously achieve the performance requirements required by customers, and realize mass production.)

一种耐氯胺的三元乙丙橡胶、密封件及生产工艺

技术领域

本发明涉及密封件技术领域，特别是一种耐氯胺的三元乙丙橡胶、密封件及生产工艺。

背景技术

橡胶是一种具有良好的回弹性的材料，因其特殊的性能，在饮用水行业中广泛运用，但饮用水是以氯胺溶液作为消毒剂，而氯胺溶液对所有弹性材料都会破坏作用，因此会对饮用水设备中的橡胶密封件的产生破坏作用：如密封件溶涨、龟裂。从而致使橡胶密封件的使用寿命缩短。给人们的生活带来很大不便。同时密封件的失效，也会给人类水资源造成很大的浪费。

而传统的饮用水密封件配方，采用疏水性，惰性很强材料进行填充，同时增加硫化剂的含量，从而提高橡胶的交联密度，使的分子间的应力增大，分子间隙变小，氯胺分子难以渗透到橡胶交联网内，从而减慢密封件被破坏的速度，延长密封件的使用时间。但此类方法，也无法解决氯胺中的氯分子对橡胶交联键和橡胶主链的产生破坏，因氯分子易对三元乙丙橡胶的主链进行攻击破坏并移接至主链上，造成密封件的体积增加和质量增加，造成密封件的强度，弹性及回弹性下降从而产生密封性能失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种耐氯胺的三元乙丙橡胶、密封件及生产工艺，能抵抗氯胺侵蚀，延长密封件使用寿命，减少水资浪费，同时性能达到客户所需性能要求，批量生产。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种耐氯胺的三元乙丙橡胶，包括有以下重量份的原料：100份乙烯含量≧67%且ENB含量4.2～5.5%的三元乙丙橡胶、1～5份氧化锌、0.5～2份硬脂酸、0.5～4份分散剂、10～40份炭黑、6～20份白色填料、5～15份增塑剂、1～2份抗氧化剂、1～4份交联剂、1～3份交联助剂。

上述技术方案中，所述三元乙丙橡胶为阿朗新科提供的EP2470E，乙烯含量67%，ENB含量64%；炭黑为卡博特提供的N550，白色填料为金昌盛提供单斜晶体的滑石粉；分散剂为莱茵化学提供的莱菌散A-25；抗氧化剂为金晶盛提供的153D；增塑剂为克拉玛依提供的KP6030石蜡油；交联剂为金昌盛提供的2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷；交联助剂为甲基丙烯酸乙二醇酯。

一种密封件，由上述的一种耐氯胺的三元乙丙橡胶制得。

一种耐氯胺的三元乙丙橡胶的生产工艺，用于生产如上述的一种耐氯胺的三元乙丙橡胶，包括以下步骤：步骤1：三元乙丙橡胶投入密炼机，密炼机压强保持0.7mpa；塑炼三元乙丙橡胶至110～115℃，依次加入氧化锌、抗氧化剂、硬脂酸、分散剂、炭黑及增塑剂，加压混炼至120～125℃，清扫翻料，加压混炼至130～135℃，清扫翻料，加压混炼至138～140℃，翻料加压混炼至142～143℃；将密炼机辊距调至胶片厚度1mm，过薄胶料1次；将密炼机辊距调至胶片厚度6mm，出料得到胶料A，将胶料A停放8h以上；步骤2：把胶料A投入开炼机中，开炼机起始辊温≤45℃，将开炼机辊距调至胶片厚度0.9mm，过薄打软；将开炼机辊距调至胶片厚度4～6mm，让胶料A包辊；步骤3：将开炼机温度调至60～70℃；往辊筒边缘少量多次加入交联剂，翻炼2次；往辊筒边缘少量多次加入交联助剂，打厚三角包5次；将开炼机辊距调至胶片厚度0.8mm，过薄胶料，并打三角包3次，出料得到胶料B。

一种密封件，采用如权利要求4所述的一种耐氯胺的三元乙丙橡胶的生产工艺所制得，并还包括以下步骤：步骤4：把模具温度调至170～180℃，将胶料B放入模具中，合模硫化170s，取出半成品；步骤5：把烘箱温度调至130～150℃，把半成品放入烘箱中，烘箱加热3～5h，取出并得到密封件产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的EPDM配方制成的密封件材料，EPDM材料中的乙烯对抗氯按起主导作用，耐抗氧剂的使用，阻止了橡胶发生自由基反应，同时与橡胶内部的过氧化物质产生反应生成较强的化合物，占据部分橡胶主链和交联链，从而减缓氯胺分对橡胶链的破坏和移植，达到保护橡胶的目的。

本发明提供的EPDM配方制成的密封件材料，在浸泡在高温80℃，溶度为97%氯胺溶液中，经历3d、30d、60d的时间，体积变化率、质量变化率、产品外观均优于市面同类产品。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。

本发明提供的实施例1，一种EPDM耐氯按溶液密封件材料配方，由高乙烯含量-乙烯含量≧67%,中等ENB含量-4.2～5.5%的三元乙丙橡胶为主要原材料，所述配方还包括氧化锌、硬脂酸、分散剂、炭黑、白色、增塑剂、抗氧化剂、交联剂及交联助剂；所述的主要配方质量比在100份三元乙丙橡胶的基础上配以1份氧化锌、0.5份硬脂酸、0.5份分散剂、10份炭黑、6份白色填料、5份增塑剂、1份抗氧化剂、1份交联剂、1份交联助剂。

具体的所述原材料均通过FDA认证。主要原材料三元乙丙橡胶生胶采用阿朗新科提供EP2470E，ENB含量4.2%，乙烯含量69%。炭黑采用卡博特提供炭黑N550。填料采用金昌盛提供单斜晶体的滑石粉。分散剂采用莱茵化学提供莱菌散A-25。抗氧化剂采用金晶盛提供的153D。增塑剂采用克拉玛依提供KP6030石蜡油。交联剂采用金昌盛提供2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷用以替代传统硫化剂（硫磺）。交联助剂采用甲基丙烯酸乙二醇酯用以替代传统橡胶促进剂（N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺,苯二硫化二骈噻唑，二硫化四甲基秋兰姆）。

本实施例1还提供一种与氯胺溶液长期接触的EPDM密封件材料配方的生产工艺：

密炼炼胶工艺：塑炼EPDM生胶至110℃，依次加入氧化锌、抗氧化剂、硬脂酸、分散剂、炭黑及增塑剂，加压混炼至120℃，清扫翻料，加压混炼至130℃，清扫翻料，加压混炼至138℃，翻料加压混炼至142℃，下料。开炼机辊距调至胶片厚度1mm；过薄胶料1次；开炼机辊距调至胶片厚度6mm，将胶料A出片。其中，密炼机压力压强保持0.7mpa。胶料A停放8h备用。

开炼炼胶工艺：开炼机起始辊温30℃；将辊距调至0.9mm，将胶料过薄打软即可，再将开炼机辊距调至4mm，让胶料包辊；先缓慢加入交联剂2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷：从辊筒左边向右边（或反之）依次少量多次加入，严禁一次全部加入，待硫化剂完全溶入胶料中，划胶翻炼2次；再缓慢加入交联助剂甲基丙烯酸乙二醇酯：从辊筒左边向右边（或反之）缓慢加入，严禁一次全部投入；待硫化助剂完全溶入胶料，打厚三角包5次；开炼机辊距调至胶片厚度0.8mm，过薄胶料打三角包3次，再按计划出片,获得胶料B。其中，开炼机温度保持为60℃。

硫化成型工艺：加热模具温度达到170℃时，放入称好重量的由准备好的混炼胶-胶料B，合模硫化到170S后，取出产品。

硫化后处理工艺：设定好烘箱工艺温度130℃及工艺时间3h，当温度达到设定温度时，放入由硫化成型工艺生产的产品，达到工艺时间即可取出最终产品-密封件。

本发明提供的实施例2，一种EPDM耐氯按溶液密封件材料配方，由高乙烯含量-乙烯含量≧67%,中等ENB含量-4.2～5.5%的三元乙丙橡胶为主要原材料，所述配方还包括氧化锌、硬脂酸、分散剂、炭黑、白色、增塑剂、抗氧化剂、交联剂及交联助剂；所述的主要配方质量比在100份三元乙丙橡胶的基础上配以5份氧化锌、2份硬脂酸、4份分散剂、40份炭黑、20份白色填料、15份增塑剂、2份抗氧化剂、4份交联剂、3份交联助剂。

具体的所述原材料均通过FDA认证。主要原材料三元乙丙橡胶生胶采用阿朗新科提供EP2470E，ENB含量4.2%，乙烯含量69%。炭黑采用卡博特提供炭黑N550。填料采用金昌盛提供单斜晶体的滑石粉。分散剂采用莱茵化学提供莱菌散A-25。抗氧化剂采用金晶盛提供的153D。增塑剂采用克拉玛依提供KP6030石蜡油。交联剂采用金昌盛提供2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷用以替代传统硫化剂（硫磺）。交联助剂采用甲基丙烯酸乙二醇酯用以替代传统橡胶促进剂（N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺,苯二硫化二骈噻唑，二硫化四甲基秋兰姆）。

本实施例2还提供一种与氯胺溶液长期接触的EPDM密封件材料配方的生产工艺：

密炼炼胶工艺：塑炼EPDM生胶至115℃，依次加入氧化锌、抗氧化剂、硬脂酸、分散剂、炭黑及增塑剂，加压混炼至125℃，清扫翻料，加压混炼至135℃，清扫翻料，加压混炼至140℃，翻料加压混炼至143℃，下料。开炼机辊距调至胶片厚度1mm；过薄胶料1次；开炼机辊距调至胶片厚度6mm，将胶料A出片。其中，密炼机压力压强保持0.7mpa。胶料A停放10h备用。

开炼炼胶工艺：开炼机起始辊温45℃；将辊距调至0.9mm，将胶料过薄打软即可，再将开炼机辊距调至6mm，让胶料包辊；先缓慢加入交联剂2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷：从辊筒左边向右边（或反之）依次少量多次加入，严禁一次全部加入，待硫化剂完全溶入胶料中，划胶翻炼2次；再缓慢加入交联助剂甲基丙烯酸乙二醇酯：从辊筒左边向右边（或反之）缓慢加入，严禁一次全部投入；待硫化助剂完全溶入胶料，打厚三角包5次；开炼机辊距调至胶片厚度0.8mm，过薄胶料打三角包3次，再按计划出片,获得胶料B。其中，开炼机温度保持为70℃。

硫化成型工艺：加热模具温度达到180℃时，放入称好重量的由准备好的混炼胶-胶料B，合模硫化到170S后，取出产品。

硫化后处理工艺：设定好烘箱工艺温度150℃及工艺时间5h，当温度达到设定温度时，放入由硫化成型工艺生产的产品，达到工艺时间即可取出最终产品-密封件。

本发明提供的实施例3，一种EPDM耐氯按溶液密封件材料配方，由高乙烯含量-乙烯含量≧67%,中等ENB含量-4.2～5.5%-的三元乙丙橡胶为主要原材料，所述配方还包括氧化锌、硬脂酸、分散剂、炭黑、白色、增塑剂、抗氧化剂、交联剂及交联助剂；所述的主要配方质量比在100份三元乙丙橡胶的基础上配以3份氧化锌、0.8份硬脂酸、2.2份分散剂、25份炭黑、13份白色填料、10份增塑剂、1.5份抗氧化剂、2.5份交联剂、2份交联助剂。

具体的所述原材料均通过FDA认证。主要原材料三元乙丙橡胶生胶采用阿朗新科提供EP2470E，ENB含量4.2%，乙烯含量69%。炭黑采用卡博特提供炭黑N550。填料采用金昌盛提供单斜晶体的滑石粉。分散剂采用莱茵化学提供莱菌散A-25。抗氧化剂采用金晶盛提供的153D。增塑剂采用克拉玛依提供KP6030石蜡油。交联剂采用金昌盛提供2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷用以替代传统硫化剂（硫磺）。交联助剂采用甲基丙烯酸乙二醇酯用以替代传统橡胶促进剂（N-环已基-2-苯骈噻唑次磺酰胺,苯二硫化二骈噻唑，二硫化四甲基秋兰姆）。

本实施例3还提供一种与氯胺溶液长期接触的EPDM密封件材料配方的生产工艺：

密炼炼胶工艺：塑炼EPDM生胶至112℃，依次加入氧化锌、抗氧化剂、硬脂酸、分散剂、炭黑及增塑剂，加压混炼至123℃，清扫翻料，加压混炼至133℃，清扫翻料，加压混炼至139℃，翻料加压混炼至142.5℃，下料。开炼机辊距调至胶片厚度1mm；过薄胶料1次；开炼机辊距调至胶片厚度6mm，将胶料A出片。其中，密炼机压力压强保持0.7mpa。胶料A停放9h备用。

开炼炼胶工艺：开炼机起始辊温40℃；将辊距调至0.9mm，将胶料过薄打软即可，再将开炼机辊距调至5mm，让胶料包辊；先缓慢加入交联剂2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷：从辊筒左边向右边（或反之）依次少量多次加入，严禁一次全部加入，待硫化剂完全溶入胶料中，划胶翻炼2次；再缓慢加入交联助剂甲基丙烯酸乙二醇酯：从辊筒左边向右边（或反之）缓慢加入，严禁一次全部投入；待硫化助剂完全溶入胶料，打厚三角包5次；开炼机辊距调至胶片厚度0.8mm，过薄胶料打三角包3次，再按计划出片,获得胶料B。其中，开炼机温度保持为65℃。

硫化成型工艺：加热模具温度达到175℃时，放入称好重量的由准备好的混炼胶-胶料B，合模硫化到170S后，取出产品。

硫化后处理工艺：设定好烘箱工艺温度140℃及工艺时间5h，当温度达到设定温度时，放入由硫化成型工艺生产的产品，达到工艺时间即可取出最终产品-密封件。

以下为实施例的测试对比参照表:

通过上表可以看出，实施例和对比例处于浸泡在温度为80℃的氯胺溶液中其体积变化率、质量变化率以及产品外观三个方面进行对比，本表中实施例明显比对比例优秀。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明的权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。